DE102013206749A1

DE102013206749A1 - differential gear

Info

Publication number: DE102013206749A1
Application number: DE102013206749.6A
Authority: DE
Inventors: Ralph Schimpf; Thorsten BIERMANN; Franz Kurth
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-04-16
Filing date: 2013-04-16
Publication date: 2014-10-16
Anticipated expiration: 2033-04-17
Also published as: DE102013206749B4; US20140309075A1; US9033844B2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Differentialgetriebe mit einem Getriebegehäuse, einem Umlaufgehäuse, das in dem Getriebegehäuse um eine Getriebeachse drehbar angeordnet ist, einem in dem Umlaufgehäuse zur Getriebeachse koaxial angeordneten Planetenträger, einem ersten Abtriebssonnenrad, einem zweiten Abtriebssonnenrad, einer in dem Planetenträger aufgenommenen Planetenanordnung zur gegensinnig drehbewegbaren Koppelung der beiden Abtriebssonnenräder, einer Bremseinrichtung mit einer Bremslamellenpackung zur Generierung eines den Planetenträger mit dem Umlaufgehäuse koppelnden Koppelungsmomentes, und einer Betätigungsmechanik zur Generierung einer an der Bremseinrichtung angreifenden Axialkraft. Die Planetenanordnung umfasst mehrere Umlaufplaneten, die als solche um Planetenachsen drehbar sind, die parallel zur Getriebeachse ausgerichtet sind, und die Bremseinrichtung und der Planetenträger sind derart aufeinander abgestimmt ausgebildet, dass sich die Bremslamellenpackung auf dem Radialniveau der Planetenachsen befindet.The invention relates to a differential gear with a gear housing, an epicyclic housing which is rotatably arranged in the gear housing about a gear axis, a planet carrier arranged coaxially to the gear axis in the epicyclic housing, a first output sun gear, a second output sun gear, a planetary arrangement accommodated in the planet carrier Counter-rotating coupling of the two output sun gears, a braking device with a brake disk pack to generate a coupling torque coupling the planet carrier with the rotating housing, and an actuation mechanism for generating an axial force acting on the braking device. The planetary arrangement comprises several revolving planets that are rotatable as such about planetary axes that are aligned parallel to the gear axis, and the braking device and the planet carrier are designed to be coordinated with one another such that the brake disk pack is at the radial level of the planetary axes.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf ein Differentialgetriebe mit einem Getriebegehäuse, einem Umlaufgehäuse, das in dem Getriebegehäuse um eine Getriebeachse drehbar gelagert ist, und einem Planetenträger der in dem Umlaufgehäuse sitzt, wobei durch dieses Differentialgetriebe die an das Umlaufgehäuse angelegte Antriebsleistung verzweigt wird und der Planetenträger und das Umlaufgehäuse über eine Kupplungseinrichtung selektiv reibschlüssig koppelbar sind.The invention relates to a differential gear with a gear housing, a circulation housing, which is rotatably mounted in the gear housing about a transmission axis, and a planet carrier which sits in the circulation housing, which is branched by this differential gear applied to the circulation housing drive power and the planet carrier and the circulation housing are selectively frictionally coupled via a coupling device.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Differentialgetriebe werden allgemein als Umlaufrädergetriebe ausgeführt und dienen überwiegend der Verzweigung oder Verteilung einer über einen Leistungseingang zugeführten Eingangsleistung auf zwei Antriebswellen. Am häufigsten werden Differentialgetriebe als sog. Achsdifferentialgetriebe im Automobilbau verwendet. Hierbei wird die durch einen Antriebsmotor bereitgestellte Antriebsleistung über das Differentialgetriebe auf Radantriebswellen von getriebenen Laufrädern verteilt. Die beiden zu den Laufrädern führenden Radantriebswellen werden hierbei mit je gleich großem Drehmoment d.h. ausgeglichen angetrieben. Bei Geradeausfahrt drehen beide Laufräder gleich schnell. Bei Kurvenfahrt unterscheiden sich die Drehzahlen der Laufräder voneinander. Das Achsdifferentialgetriebe ermöglicht diese Drehzahldifferenz. Die Drehzahlen können sich frei einstellen, nur der Mittelwert der beiden Geschwindigkeiten ist unverändert. Differential transmissions are generally designed as epicyclic gearboxes and serve predominantly the branching or distribution of an input power supplied via a power input to two drive shafts. Most commonly differential gears are used as so-called. Achsdifferentialgetriebe in automotive. Here, the drive power provided by a drive motor is distributed via the differential gear to the wheel drive shafts of driven wheels. The two leading to the wheels wheel drive shafts are in this case each with the same torque. balanced driven. When driving straight ahead, both wheels rotate at the same speed. When cornering, the speeds of the wheels differ from each other. The axle differential allows this speed difference. The speeds can be set freely, only the average of the two speeds is unchanged.

Bei bestimmten Anwendungsfällen, insbesondere bei Allradfahrzeugen werden Differentialgetriebe eingesetzt, die dann, wenn kein Allradantrieb erforderlich ist eine schaltbare Unterbrechung des Antriebsstranges ermöglichen, um das Fahrzeug über lediglich eine Achse anzutreiben und hierdurch die Reibungsverluste des momentan nicht erforderlichen, ansonsten mitgeschleppten Antriebssystems zu reduzieren. Ein entsprechendes Differentialgetriebe ist beispielsweise aus DE 10 2008 037 885 A1 bekannt.In certain applications, especially in all-wheel drive vehicles, differential gears are used which, when no four-wheel drive is required, allow a switchable interruption of the drive train to drive the vehicle over only one axle and thereby reduce the friction losses of the currently unneeded, otherwise entrained, drive system. A corresponding differential gear is for example off DE 10 2008 037 885 A1 known.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Differentialgetriebe zu schaffen das eine schaltbare Aufhebung der Antriebsverbindung zwischen dem Leistungseingang und den beiden Leistungsausgängen ermöglicht und sich durch einen kostengünstig realisierbaren und robusten Aufbau auszeichnet und im Leerlaufbetrieb, d.h. bei aufgehobener Verbindung zwischen dem Leistungseingang und den beiden Leistungsausgängen ein möglichst geringes Schleppmoment generiert.The invention has for its object to provide a differential gear which enables a switchable cancellation of the drive connection between the power input and the two power outputs and is characterized by a cost-effective and robust construction and in idle mode, i. When the connection between the power input and the two power outputs has been canceled, the lowest possible drag torque is generated.

Erfindungsgemäße LösungInventive solution

Die vorangehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Differentialgetriebe, mit:

– einem Getriebegehäuse,
– einem Umlaufgehäuse, das in dem Getriebegehäuse um eine Getriebeachse drehbar angeordnet ist,
– einem in dem Umlaufgehäuse zur Getriebeachse koaxial angeordneten Planetenträger,
– einem ersten Abtriebssonnenrad,
– einem zweiten Abtriebssonnenrad,
– einer in dem Planetenträger aufgenommenen Planetenanordnung zur gegensinnig drehbewegbaren Koppelung der beiden Abtriebssonnenräder,
– einer Bremseinrichtung mit einer Bremslamellenpackung zur Generierung eines den Planetenträger mit dem Umlaufgehäuse koppelnden Koppelungsmomentes, und
– einer Betätigungsmechanik zur Generierung einer an der Bremseinrichtung angreifenden Axialkraft, wobei
– die Planetenanordnung mehrere Umlaufplaneten umfasst, die als solche um Planetenachsen drehbar sind, die parallel zur Getriebeachse ausgerichtet sind, und
– die Bremseinrichtung und der Planetenträger derart aufeinander abgestimmt ausgebildet sind, dass sich die Bremslamellenpackung auf dem Radialniveau der Planetenachsen befindet.

The above object is achieved by a differential gear, with:

A transmission housing,
A circulation housing which is rotatably arranged in the transmission housing about a transmission axis,
A planetary carrier coaxially arranged in the circulation housing to the transmission axis,
A first output sun gear,
A second output sun gear,
A planetary arrangement accommodated in the planet carrier for oppositely rotatably coupling the two output sun gears,
A braking device having a brake disk pack for generating a coupling moment coupling the planet carrier to the planetary housing, and
- An actuating mechanism for generating a force acting on the braking device axial force, wherein
- The planetary arrangement comprises a plurality of planetary orbits, which are rotatable as such about planet axes, which are aligned parallel to the transmission axis, and
- The braking device and the planet carrier are designed coordinated with each other so that the brake disk pack is located at the radial level of the planetary axes.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, ein Differentialgetriebe zu schaffen, bei welchem die zur Herbeiführung eines Kopplungszustandes der Bremseinrichtung erforderlichen axialen Kräfte in strukturmechanisch vorteilhafter Weise zumindest teilweise über die axial stützenden Planetenradlagerbolzen abgetragen werden können. This makes it possible in an advantageous manner to provide a differential gear in which the axial forces required to bring about a coupling state of the braking device can be removed in structurally advantageous manner at least partially on the axially supporting Planetenradlagerbolzen.

Das erfindungsgemäße Differentialgetriebe ist in vorteilhafter Weise derart ausgebildete, dass sich die Bremslamellenpackung aus mehreren, als Ringscheiben ausgebildeten Bremslamellen zusammensetzt. Diese Bremslamellen können als flache Stahlblechringscheiben ausgeführt sein, die ggf. mit einem Reibmaterialbelag beschichtet sind. Die Bremslamellenpackung kann dabei so aufgebaut werden, dass diese Bremslamellen umfasst, die über eine Innenumfangskontur drehfest, jedoch axial verschiebbar mit dem Planetenträger kinematisch gekoppelt sind. Weiterhin umfasst die Bremslamellenpackung dann auch Bremslamellen, die über eine Aussenumfangskontur drehfest, jedoch axial verschiebbar mit dem Umlaufgehäuse kinematisch gekoppelt sind.The differential gear according to the invention is advantageously designed in such a way that the brake disk pack is composed of a plurality of brake disks designed as annular disks. These brake discs may be designed as flat sheet steel annular discs, which may be coated with a Reibmaterialbelag. The brake disk pack can be constructed such that it comprises brake disks which are rotationally fixed via an inner peripheral contour but are coupled kinematically in an axially displaceable manner with the planet carrier. Furthermore, the brake disk pack then also comprises brake disks, which are rotationally fixed via an outer peripheral contour but are coupled kinematically in an axially displaceable manner with the circulation housing.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die axiale Abstützung der Bremslamellenpackung unter Einbindung eines Druckringelements bewerkstelligt, wobei sich dieses Druckringelement auf den Stirnflächen der Planetenlagerbolzen abstützt. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the axial support of the brake disk pack is accomplished by involving a pressure ring element, said pressure ring element is supported on the end faces of the planetary bearing bolts.

Das zur Aufnahme des Planetenträgers vorgesehene Umlaufgehäuse ist vorzugsweise als zweiteiliges Topfgehäuse ausgebildet das sich aus einem ersten Topfelement und einem zweiten Topfelement zusammensetzt, wobei das erste Topfelement einen sich radial einwärts erstreckenden Bodenabschnitt aufweist. Jener Bodenabschnitt des ersten Topfelementes kann mit kreiszylindrischen Durchbrüchen versehen werden die in vorzugsweise gleicher Umfangsteilung abfolgend jenen Bodenabschnitt axial durchsetzen. In diesen Durchbrüchen können dann Stempelelemente eines ersten Satzes an Stempelelementen aufgenommen sein, wobei diese Stempelelemente in Richtung der Planetenachsen in den Durchbrüchen axial verlagerbar geführt sind. Diese Stempelelemente fungieren als Druckkraftübertragungsorgane zwischen dem Innenbereich des Topfgehäuses und dem Außenbereich desselben.The provided for receiving the planet carrier circulation housing is preferably formed as a two-piece pot housing composed of a first pot member and a second pot member, wherein the first pot member has a radially inwardly extending bottom portion. That bottom section of the first pot element can be provided with circular-cylindrical openings which, in preferably the same circumferential pitch, successively pass through that bottom section axially. In these breakthroughs stamping elements of a first set of stamp elements can then be added, these stamp elements are guided axially displaceable in the direction of the planetary axes in the openings. These stamp elements act as pressure force transmission elements between the inner region of the pot housing and the outer region thereof.

Vorzugsweise ist auf einer der Bremslamellenpackung abgewandten Seite der Stempelelemente an diese Stempelelemente ein Laufrollenführungsring angesetzt, der über ein Ringkolbenelement axial belastbar ist, zum axialen Zusammenpressen der Bremslamellenpackung. Dieses Ringkolbenelement ist vorzugsweise in einer zur Getriebeachse konzentrischen Ringkammer aufgenommen und nach Maßgabe eines an die Ringkammer angelegten Fluiddruckes axial verfahrbar. Dieser Ringkolben drängt bei entsprechendem Fluiddruck die an diesem anlaufenden Laufrollen des Laufrollenführungsringes zum Planetenträger, d.h. in Richtung auf die Bremslamellenpackung.Preferably, on a side facing away from the brake disc packing side of the punch elements to these punch elements a roller guide ring is attached, which is axially resiliently via an annular piston element, for axially compressing the brake disc pack. This annular piston element is preferably accommodated in a concentric with the transmission axis annular chamber and axially movable in accordance with a voltage applied to the annular chamber fluid pressure. With appropriate fluid pressure, this annular piston urges the rollers of the roller guide ring which arrive at it to the planetary carrier, i. towards the brake disc pack.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der Planetenträger auf seiner der Bremslamellenpackung abgewandten Seite ebenfalls durch Stempelelemente abgestützt die wiederum durch eine Bodenfläche des Umlaufgehäuses hindurchgeführt sind und sich stirnseitig auf einem zweiten Laufrollenring abstützen. Diese Stempelelemente können baugleich zu den vorangehend genannten ersten Stempelelementen ausgebildet sein. According to a particularly advantageous embodiment, the planet carrier is also supported on its side facing away from the brake disc pack side by stamp elements which in turn are passed through a bottom surface of the circulating housing and are supported on the front side on a second roller race. These stamp elements can be constructed identical to the above-mentioned first stamp elements.

An das Umlaufgehäuse ist vorzugsweise ein Tellerrad angesetzt und die Leistungseinleitung in das Umlaufgehäuse wird über dieses Tellerrad bewerkstelligt. Im Zusammenspiel mit diesem Tellerrad kann ein Winkelgetriebe realisiert werden. Diese Bauform eignet sich insbesondere für den Einsatz als temporär abschaltbares Hinterachsdifferential. Es ist auch möglich, anstelle des Tellerrades dort zur Einleitung der Antriebsleistung ein Stirnrad anzuordnen. To the circulation housing, a ring gear is preferably attached and the power input into the circulation housing is accomplished via this crown wheel. In conjunction with this ring gear, an angular gear can be realized. This design is particularly suitable for use as a temporarily switchable rear axle differential. It is also possible, instead of the ring gear there to arrange a spur gear to initiate the drive power.

Das hier vorgesehene im Inneren des Umlaufgehäuses aufgenommene Innendifferential ist als Stirnraddifferential mit zwei über eine Planetenanordnung gegensinnig drehbewegbaren Abtriebssonnenrädern ausgeführt. Dieses Stirnraddifferential wird gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit einer Verzahnung nach Wildhaber/Novikov ausgeführt. Einzelheiten zu den hierbei an den jeweiligen Zahnrädern vorzugsweise realisierten Geometrien, sowie zu den Kopf- und Fußkreisdurchmessern der Abtriebssonnenräder und der an diesen angreifenden Umlaufplanetenräder sind in der Figurenbeschreibung näher erläutert.The internal differential accommodated in the interior of the circulating housing provided here is designed as a spur gear differential with two driven sun gears which can be rotated in opposite directions by means of a planetary arrangement. This spur gear is carried out according to a particularly preferred embodiment of the invention with a teeth to Wildhaber / Novikov. Details of the geometries that are preferably realized on the respective gearwheels, as well as the head and root diameters of the output sun gears and the planetary gears engaging therewith are explained in more detail in the description of the figures.

Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:Further details and features of the invention will become apparent from the following description taken in conjunction with the drawings. It shows:

1 eine Axialschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Differentialgetriebes bei welchem die Ankoppelung des Planetenträgers an ein diesen aufnehmendes Topfgehäuse über eine Bremslamellenpackung bewerkstelligt wird die sich bezüglich der Getriebeachse auf dem Bahn- oder Radialniveau der Planetenradlagerbolzenachsen erstreckt. 1 an axial sectional view illustrating the structure of a differential gear according to the invention in which the coupling of the planet carrier is accomplished on this receiving pot housing via a brake disk pack which extends with respect to the transmission axis at the web or radial level of Planetenradlagerbolzenachsen.

Ausführliche Beschreibung der FigurenDetailed description of the figures

Die Darstellung nach 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Differentialgetriebe. Diese umfasst hier ein Getriebegehäuse G und ein Umlaufgehäuse U das in dem Getriebegehäuse G um eine Getriebeachse X drehbar gelagert ist. In dem Umlaufgehäuse U ist ein Planetenträger 3 aufgenommen, der wiederum zur Getriebeachse X koaxial angeordnet ist. The representation after 1 shows an inventive differential gear. This includes here a transmission housing G and a circulation housing U which is rotatably mounted in the transmission housing G about a transmission axis X. In the circulation housing U is a planet carrier 3 taken, which in turn is arranged coaxially to the transmission axis X.

Das Differentialgetriebe umfasst weiterhin ein erstes Abtriebssonnenrad 1, ein zweites Abtriebssonnenrad 2 und eine in dem Planetenträger 3 aufgenommene Planetenanordnung P zur gegensinnig drehbewegbaren Koppelung der beiden Abtriebssonnenräder 1, 2. In dem Differentialgetriebe befindet sich eine Bremseinrichtung die hier als Bremslamellenpackung BLP ausgeführt ist, zur Generierung eines den Planetenträger 3 mit dem Umlaufgehäuse U selektiv koppelnden Koppelungsmomentes nach Maßgabe einer an der Bremslamellenpackung BLP angreifenden Axialkraft F.The differential gear further includes a first output sun gear 1 , a second output sun gear 2 and one in the planet carrier 3 recorded planetary arrangement P for oppositely rotatably coupled coupling of the two output sun gears 1 . 2 , In the differential gear is a braking device which is designed here as a brake disk pack BLP, for generating a planet carrier 3 Coupling torque selectively coupling with the rotary housing U according to an axial force F acting on the brake disk pack BLP.

Weiterhin umfasst das erfindungsgemäße Differentialgetriebe eine Betätigungsmechanik 5 zur Generierung jener an der Bremslamellenpackung 4a, 4b angreifenden Axialkraft F. Die Bremslamellenpackung BLP ist derart in das Differentialgetriebe eingebunden, dass diese bei entsprechender axialer Belastung den Planetenträger 3 mit dem Umlaufgehäuse U reibschlüssig koppelt. Durch diesen Ansatz wird es möglich, durch Entlastung der Bremslamellenpackung BLP die Antriebsverbindung zwischen dem Planetenträger 3 und dem Umlaufgehäuse U aufzuheben, bzw. durch axiale Belastung der Bremslamellenpackung BLP den Planetenträger 3 mit dem Umlaufgehäuse U reibschlüssig zu koppeln. Furthermore, the differential gear according to the invention comprises an actuating mechanism 5 for generating those on the brake disk pack 4a . 4b engaging axial force F. The brake disk pack BLP is integrated into the differential gear in such a way that it with appropriate axial load the planet carrier 3 frictionally coupled with the circulation housing U. Through this approach will it is possible by relieving the brake disc pack BLP the drive connection between the planet carrier 3 and cancel the circulation housing U, or by axial loading of the brake disc pack BLP the planet carrier 3 to couple with the circulation housing U frictionally.

Das hier unter Einschluss des Planetenträgers 3, der Planetenanordnung P und der Abtriebssonnenräder 1, 2 gebildete Differentialgetriebe ist als Stirnraddifferential mit zwei Abtriebssonnenrädern 1, 2 ausgeführt. Die Planetenanordnung P umfasst mehrere Umlaufplaneten P1, P2 die als solche auf Planetenbolzen 6 gelagert sind. Das erfindungsgemäße Differentialgetriebe bolzen 6 gelagert sind. Das erfindungsgemäße Differentialgetriebe zeichnet sich dadurch aus, dass die Bremslamellenpackung BLP und der Planetenträger 3 derart aufeinander abgestimmt ausgebildet ist, dass sich die Bremslamellenpackung BLP auf dem Radial- oder Bahnniveau der zur Getriebeachse X parallelen Planetenachsen XP befindet. Durch diesen speziellen Aufbau wird erreicht, dass die an der Bremslamellenpackung BLP angreifende Axialkraft F unter Einschluss der zur Getriebeachse X parallel ausgerichteten Planetenbolzen 6 durch den Planetenträger 3 hindurch axial abgeleitet werden kann. This here including the planet carrier 3 , the planetary layout P and the output sun gears 1 . 2 formed differential gear is as spur gear differential with two output sun gears 1 . 2 executed. The planetary arrangement P comprises a plurality of planetary planets P1, P2 as such planetary pins 6 are stored. The differential gear according to the invention bolt 6 are stored. The differential gear according to the invention is characterized in that the brake disk pack BLP and the planet carrier 3 is adapted to one another in such a way that the brake disk pack BLP is located at the radial or path level of the planetary axes XP parallel to the transmission axis X. By means of this special construction it is achieved that the axial force F acting on the brake disk pack BLP includes the planetary pin parallel to the transmission axis X. 6 through the planet carrier 3 can be derived axially through.

Die Bremslamellenpackung BLP weist einen Satz erster ringartiger Bremslamellen 4a auf, die über eine Innenrandkontur mit dem Planetenträger 3 axial verschiebbar, jedoch drehfest in Eingriff stehen. Die Bremslamellenpackung BLP weist einen Satz zweiter Bremslamellen 4b auf, die über eine Außenrandkontur mit dem Umlaufgehäuse U axial verschiebbar, jedoch drehfest in Eingriff stehen. Diese Bremslamellen 4a, 4b sind als flache Stahlblechringscheiben ausgeführt und mit einem Reibmaterialbelag beschichtet. The brake disk pack BLP has a set of first ring-like brake disks 4a on, which has an inner edge contour with the planet carrier 3 axially displaceable, but rotatably engaged. The brake disk pack BLP has a set of second brake disks 4b on, via an outer edge contour with the circulation housing U axially displaceable, but rotatably engaged. These brake discs 4a . 4b are designed as flat sheet steel discs and coated with a Reibmaterialbelag.

Die axiale Abstützung der Bremslamellenpackung BLP an den Planetenlagerbolzen 6 erfolgt unter Einbindung eines Druckringelements 4d das sich auf den Stirnflächen der Planetenlagerbolzen 6 abstützt. Der Planetenträger 3 und die Bremslamellenpackung BLP sind insgesamt so abgestimmt, dass der Radialabstand der jeweiligen Planetenbolzenachse XP von der Getriebeachse X größer ist als der Innendurchmesser einer Bremslamelle 4a, 4b und zudem kleiner ist als der Außendurchmesser jener Bremslamelle 4a, 4b.The axial support of the brake disc pack BLP at the planetary bearing bolts 6 takes place with involvement of a pressure ring element 4d that is on the faces of the planetary bearing bolts 6 supported. The planet carrier 3 and the brake disk pack BLP are all tuned so that the radial distance of the respective planetary pin axis XP of the transmission axis X is greater than the inner diameter of a brake disk 4a . 4b and also smaller than the outer diameter of that brake plate 4a . 4b ,

Das zur Aufnahme des Planetenträgers 3 vorgesehene Umlaufgehäuse U ist als zweiteiliges Topfgehäuse ausgebildet und setzt sich aus einem ersten Topfelement U1 und einem zweiten Topfelement U2 zusammen, wobei das erste Topfelement U1 einen sich radial einwärts erstreckenden Bodenabschnitt U1a aufweist. Jener Bodenabschnitt U1a des ersten Topfelementes U1 ist hier mit kreiszylindrischen Durchbrüchen D1 versehen die in gleicher Umfangsteilung abfolgend jenen Bodenabschnitt U1a axial durchsetzen. In diesen Durchbrüchen D1 sitzen die Stempelelemente Q1 eines ersten Satzes an Stempelelementen. Diese Stempelelemente Q1 sind in Richtung der Planetenachsen XP in den Durchbrüchen D1 axial verlagerbar geführt. Diese Stempelelemente Q1 fungieren als Druckkraftübertragungsorgane zwischen dem Innenbereich des Topfgehäuses U und dem Außenbereich desselben. Auf einer der Bremslammelenpackung BLP abgewandten Seite der Stempelelemente Q1 ist an diese Stempelelemente Q1 ein Laufrollenführungsring R1 angesetzt, der über ein Ringkolbenelement RK axial belastbar ist, zum axialen Zusammenpressen der Bremslamellenpackung BLP. The for receiving the planet carrier 3 provided circulation housing U is formed as a two-part pot housing and is composed of a first pot member U1 and a second pot member U2, wherein the first pot member U1 has a radially inwardly extending bottom portion U1a. That bottom section U1a of the first cup element U1 is here provided with circular-cylindrical openings D1, which follow the bottom section U1a axially in the same peripheral graduation. The stamp elements Q1 of a first set of stamp elements are located in these openings D1. These stamp elements Q1 are axially displaceably guided in the direction of the planetary axes XP in the openings D1. These stamp elements Q1 act as pressure force transmission elements between the inner region of the pot housing U and the outer region thereof. On a side facing away from the Bremslammelenpackung BLP side of the punch elements Q1 a roller guide R1 is attached to these stamp elements Q1, which is axially loaded via an annular piston element RK, for axially compressing the brake disc pack BLP.

Der Ringkolben RK ist in einer zur Getriebeachse X konzentrischen Ringkammer RC aufgenommen und nach Maßgabe eines an die Ringkammer RC über einen Fluidkanal C1 angelegten Fluiddruckes axial verfahrbar. Dieser Ringkolben RK drängt die an diesem anlaufenden Laufrollen R1a des Laufrollenführungsringes R1 zum Planetenträger 3, d.h. in Richtung auf die Bremslamellenpackung BLP. Die vorgenannte Ringkammer RK ist hier direkt in das Getriebegehäuse G eingeformt.The annular piston RK is accommodated in an annular chamber RC concentric with the transmission axis X and axially movable in accordance with a fluid pressure applied to the annular chamber RC via a fluid channel C1. This ring piston RK urges the rollers R1a of the roller guide ring R1 which arrive at this planet carrier 3 , ie in the direction of the brake disk pack BLP. The aforementioned annular chamber RK is here formed directly in the transmission housing G.

Der Planetenträger 3 ist auf seiner der Bremslamellenpackung BLP abgewandten Seite ebenfalls durch Stempelelemente Q2 abgestützt die wiederum durch eine Bodenfläche U2a des Umlaufgehäuses U hindurchgeführt sind und sich stirnseitig auf einem zweiten Laufrollenring R2 abstützen. Diese Stempelelemente Q2 sind baugleich zu den vorangehend genannten ersten Stempelelementen Q1 ausgebildet. The planet carrier 3 is on its side facing away from the brake disk pack BLP side also supported by stamp elements Q2 which in turn are passed through a bottom surface U2a of the circulating housing U and are supported on the front side on a second roller ring R2. These stamp elements Q2 are of identical design to the above-mentioned first stamp elements Q1.

Der Laufrollenring R2 trägt eine Laufrollenanordnung R2a die unmittelbar an einer Stirnfläche eines äußeren Lagerringes L4a eines das Umlaufgehäuse U lagernden Lagers L4 anläuft. Der Laufrollenring R2 kann so gestaltet sein, dass dieser durch einen Lagerinnenring L4i dieses Lagers L4 zentriert wird.The roller ring R2 carries a roller assembly R2a which starts directly on an end face of an outer bearing ring L4a of a bearing housing U overlapping bearing L4. The roller ring R2 can be designed so that it is centered by a bearing inner ring L4i this bearing L4.

Die Stempelelemente Q1, Q2 können partiell in geeigneten Aufnahmetaschen der Laufrollenringe R1, R2 sitzen und ggf. in diesen gesichert sein. Über die Stempelelemente Q1, Q2 kann bezüglich der Laufringe R1, R2 eine Verdrehsicherung realisiert werden so dass die Laufringe R1, R2 zwar gemeinsam mit den diesen zugeordneten Stempelelementen axial verlagerbar sind, sich jedoch nicht gegenüber dem Umlaufgehäuse U verdrehen. The stamp elements Q1, Q2 can be partially seated in suitable receiving pockets of the roller rings R1, R2 and possibly secured in them. An anti-twist device can be realized with respect to the races R1, R2 via the stamp elements Q1, Q2, so that the races R1, R2 are axially displaceable together with the stamp elements assigned to them, but do not rotate relative to the circulating housing U.

Die vorgenannten ersten und zweiten Umlaufplanenten P1, P2 stehen miteinander unmittelbar in Eingriff und sind damit, wie nachfolgend noch vertieft werden wird, derart miteinander getrieblich gekoppelt, dass sich diese gegensinnig drehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind insgesamt drei Umlaufplaneten P1 vorgesehen die mit dem ersten Abtriebssonnenrad 1 in Eingriff stehen. Diese mit dem ersten Abtriebssonnenrad 1 in Eingriff stehenden Umlaufplaneten P1 bilden einen ersten Umlaufplanetensatz. Weiterhin sind bei diesem Ausführungsbeispiel insgesamt drei Umlaufplaneten P2 vorgesehen die mit dem zweiten Abtriebssonnenrad 2 in Eingriff stehen. Diese mit dem zweiten Abtriebssonnenrad 2 in Eingriff stehenden Umlaufplaneten P2 bilden einen zweiten Umlaufplanetensatz. Jeweils ein Umlaufplanet P1 des ersten Satzes steht mit einem Umlaufplaneten P2 des zweiten Satzes in Eingriff. Der Eingriff der Umlaufplaneten P1 des ersten Satzes in die Umlaufplaneten P2 des zweiten Satzes erfolgt in der gleichen Verzahnungsebene wie der Eingriff der Umlaufplaneten P1 des ersten Satzes in das erste Abtriebssonnenrad 1. The aforementioned first and second planetary planets P1, P2 are in direct engagement with each other and thus, as will be explained in more detail below, are coupled to one another in such a manner that they rotate in opposite directions. at This embodiment, a total of three planetary planets P1 are provided with the first output sun gear 1 engage. This with the first output sun gear 1 engaged planetary orbits P1 form a first planetary planetary set. Furthermore, in this embodiment a total of three planetary planets P2 are provided with the second output sun gear 2 engage. This with the second output sun gear 2 engaged planetary orbits P2 form a second planetary planetary set. In each case a circulation planet P1 of the first set is engaged with a circulation planet P2 of the second set. The engagement of the circulation planets P1 of the first set in the circulation planets P2 of the second set takes place in the same gearing plane as the engagement of the circulation planets P1 of the first set in the first output sun gear 1 ,

Das erste Abtriebssonnenrad 1 und das zweite Abtriebssonnenrad 2 sind hinsichtlich der Verzahnungsgeometrie derart aufeinander abgestimmt, dass der Kopfkreis der Stirnradverzahnung 1a des ersten Abtriebssonnenrades 1 kleiner ist als der Fußkreis der Abtriebssonnenradverzahnung 2a des zweiten Abtriebssonnenrades 2. Die Umlaufplaneten P1 des ersten Satzes greifen im Bereich der Verzahnungsebene des ersten Abtriebssonnenrades 1 in die Umlaufplaneten P2 des zweiten Satzes ein. Die beiden Abtriebssonnenräder 1, 2 befinden sich damit in unmittelbarer Nachbarschaft.The first output sun gear 1 and the second output sun gear 2 are matched with respect to the tooth geometry such that the top circle of the spur gear teeth 1a the first output sun gear 1 smaller than the root circle of the output sun gear teeth 2a of the second output sun gear 2 , The planetary planets P1 of the first set engage in the area of the toothing plane of the first output sun gear 1 into the circulation planets P2 of the second set. The two output sun gears 1 . 2 are thus in the immediate vicinity.

Die beiden Abtriebssonnenräder 1, 2 sind derart ausgebildet, dass die Abtriebssonnenradverzahnung 1a des ersten Abtriebssonnenrades 1 und die Abtriebssonnenradverzahnung 2a des zweiten Abtriebssonnenrades 2 gleiche Zähnezahlen aufweisen. Auch die Umlaufplaneten P1 des ersten Satzes und die Umlaufplaneten P2 des zweiten Satzes weisen gleiche Zähnezahlen auf.The two output sun gears 1 . 2 are formed such that the driven sun gear 1a the first output sun gear 1 and the output sun gear teeth 2a of the second output sun gear 2 have the same number of teeth. The circulation planets P1 of the first set and the circulation planets P2 of the second set also have the same number of teeth.

Die Einleitung der Antriebsleistung in das Differentialgetriebe erfolgt über das Tellerrad 7 in das Umlaufgehäuse U. Über die Umlaufplaneten P1, P2 erfolgt eine symmetrische Momentenaufteilung und Leistungsverzweigung auf die Abtriebssonnenräder 1, 2. An den Abtriebssonnenrädern 1, 2 sind Bundabschnitte 1b, 2b ausgebildet. Diese Bundabschnitte 1b, 2b sind hier umformtechnisch durch Fließpressen gefertigt und mit einer Innenverzahnung 1c, 2c versehen. In diese Innenverzahnung 1c, 2c können entsprechend komplementär verzahnte Endabschnitte von Radantriebswellen, oder anderweitigen Leistungstransferkomponenten des jeweiligen Radantriebsstranges eingefügt werden. Anstelle der hier gezeigten Innenverzahnung sind auch anderweitige Verbindungsgeometrien zur Drehmomentenübertragung und zentrierten Aufnahme entsprechender Komponenten möglich.The introduction of the drive power in the differential gear via the ring gear 7 in the circulation housing U. About the planetary planets P1, P2 is a symmetrical torque distribution and power split to the output sun gears 1 . 2 , At the output sun gears 1 . 2 are covenant sections 1b . 2 B educated. These waistband sections 1b . 2 B are made here by forming technology by extrusion and with an internal toothing 1c . 2c Mistake. In this internal toothing 1c . 2c Accordingly, complementary toothed end portions of wheel drive shafts, or other power transfer components of the respective wheel drive train may be inserted. Instead of the internal teeth shown here also other connection geometries for torque transmission and centered recording of corresponding components are possible.

Das an das Umlaufgehäuse U drehfest angesetzte Tellerrad 7 wird über ein Hauptantriebsritzel 8 angetrieben. Das Tellerrad 7 und das Hauptantriebsritzel 8 bilden ein Winkelgetriebe. Die hier gezeigte Ausführungsform eignet sich damit insbesondere als Achsdifferential für eine selektiv vom Hauptantriebsstrang abkoppelbare Hinterachse. Anstelle der hier gezeigten Drehmomenteneinleitung über ein Winkelgetriebe ist es auch möglich, am Umlaufgehäuse U ein Stirnrad vorzusehen das beispielsweise über ein weiteres Stirnrad angetrieben wird. Eine derartige Variante eignet sich dann insbesondere für den direkten Anbau an ein Fahrzeuggetriebe.The rotationally fixed to the circulation housing U ring gear 7 gets over a main pinion 8th driven. The ring gear 7 and the main drive sprocket 8th form a bevel gear. The embodiment shown here is thus particularly suitable as an axle differential for a selectively decoupled from the main driveline rear axle. Instead of the torque introduction shown here via a bevel gear, it is also possible to provide the planetary gear U a spur gear which is driven for example via a further spur gear. Such a variant is then particularly suitable for direct attachment to a vehicle transmission.

Der Planetenträger 3 sitzt zwischen dem Ringelement R und der Bremslamellenpackung BLP. Die Axialkraftübertragung zwischen dem Ringelement R und der Bremslamellenpackung BLP erfolgt hier primär über die Planetenbolzen 6 und den durch diese ausgesteiften Planetenträger 3 selbst. The planet carrier 3 sits between the ring element R and the brake disk pack BLP. The Axialkraftübertragung between the ring element R and the brake disc pack BLP takes place here primarily on the planet pins 6 and by this stiffened planet carrier 3 even.

Der Planetenträger 3 setzt sich aus zwei Trägerschalen 3a, 3b und einem Trägerzapfen 3c zusammen. Die Trägerschalen 3a, 3b sind jeweils als Blechumformteile gefertigt. Diese beiden Trägerschalen 3a, 3b und der Trägerzapfen 3c sind miteinander verschweißt. An der ersten Trägerschale 3a sind hierzu Stege ausgebildet die als solche den Verzahnungsbereich überbrücken. Die erste Trägerschale 3a bildet eine Innenbohrung in welcher ein Fortsatz des ersten Abtriebssonnenrades 1 drehbar aufgenommen ist. Die Bremslamellenpackung BLP sitzt auf dem Trägerzapfen 3c. Durch Festbremsen der Bremslamellenpackung BLP ist damit der Planetenträger 3 mit dem Umlaufgehäuse U reibschlüssig koppelbar. Die Bremslamellenpackung BLP und die zur axialen Belastung derselben vorgesehene Stellmechanik 5 ist so ausgelegt, dass über diese Bremslamellenpackung BLP in axial belasteten Zustand das am Tellerrad 7 anliegenden Antriebsmoment auf den Planetenträger 3 übertragen werden kann.The planet carrier 3 consists of two carrier shells 3a . 3b and a carrier pin 3c together. The carrier cups 3a . 3b are each manufactured as Blechumformteile. These two carrier cups 3a . 3b and the carrier pin 3c are welded together. At the first carrier cup 3a For this purpose, webs are formed which bridge the toothed area as such. The first carrier shell 3a forms an inner bore in which an extension of the first output sun gear 1 is received rotatably. The brake disc pack BLP sits on the support pin 3c , By stalling the brake disc pack BLP is thus the planet carrier 3 with the circulation housing U frictionally coupled. The brake disk pack BLP and the axial load of the same provided adjusting mechanism 5 is designed so that on this brake disk pack BLP in axially loaded state on the ring gear 7 applied drive torque on the planet carrier 3 can be transferred.

Die Lagerung des Planetenträgers 3 in dem Umlaufgehäuse U erfolgt über ein erstes Nadellager L1 und ein zweites Nadellager L2. Die Lagerung des Umlaufgehäuses U in dem Getriebegehäuse G erfolgt über Schrägkugellager L3, L4. Diese Schrägkugellager L3, L4 leiten auch die am Tellerrad 7 angreifenden, radial und axial gerichteten Zahnradreaktionskraftkomponenten in das Getriebegehäuse G ab. Das Lager L1 und auch das Lager L2 müssen jeweils keine axialen Kräfte ableiten. Hauptzweck dieser Lager L1, L2 ist die Zentrierung und Lagerung des Planetenträgers 3 in dem Umlaufgehäuse U. Im Sitz S2 wird ein Wellendichtring eingesetzt, um entsprechend eine Abdichtung zwischen Gehäuse und Steckwelle zu realisieren (nicht dargestellt).The storage of the planet carrier 3 in the circulation housing U via a first needle bearing L1 and a second needle bearing L2. The storage of the circulation housing U in the transmission housing G via angular contact ball bearings L3, L4. These angular contact ball bearings L3, L4 also guide the ring gear 7 engaging, radially and axially directed gear reaction force components in the transmission housing G from. The bearing L1 and also the bearing L2 each have no axial forces derived. The main purpose of these bearings L1, L2 is the centering and storage of the planet carrier 3 in the circulation housing U. In the seat S2, a shaft seal is used to correspondingly realize a seal between the housing and stub shaft (not shown).

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Differentialgetriebes ist wie folgt: Über das Hauptantriebsritzel 8 wird das Tellerrad 7 angetrieben. Das Tellerrad 7 ist drehfest an dem Umlaufgehäuse U fixiert. Demgemäß wird über das Tellerrad 7 das Umlaufgehäuse U in Drehung versetzt. Dieses Umlaufgehäuse U ist konzentrisch zu einer Getriebeachse X angeordnet und über die Lager L3, L4 drehbar im Getriebegehäuse G gelagert. The operation of the differential gear according to the invention is as follows: About the Main drive gear 8th becomes the crown wheel 7 driven. The ring gear 7 is rotatably fixed to the circulation housing U. Accordingly, on the ring gear 7 the circulation housing U set in rotation. This circulation housing U is arranged concentrically to a transmission axis X and rotatably supported in the transmission housing G via the bearings L3, L4.

Gemeinsam mit dem Umlaufgehäuse U werden auch die mit diesem drehfest gekoppelten Bremslamellenringe 4b der Bremslamellenpackung BLP in Drehung versetzt. Die Bremslamellenpackung BLP wird axial durch den Druckring 4d und der Ringplatte 4c nach Maßgabe der durch die Stellmechanik 5 generierten Axialkraft belastet und damit ggf. in einen Koppelungszustand verbracht, in welchem das Umlaufgehäuse U und der Planetenträger 3 reibschlüssig gekoppelt sind. Innerhalb des Planetenträgers 3 erfolgt einen Leistungsverzweigung über die Planeten P1, P2 auf die Abtriebssonnenräder 1, 2.Together with the circulation housing U are also coupled to this rotatably coupled brake disc rings 4b the brake disc pack BLP set in rotation. The brake disk pack BLP is axially through the pressure ring 4d and the ring plate 4c in accordance with the by the adjusting mechanism 5 generated axial force loaded and thus possibly spent in a coupling state, in which the circulation housing U and the planet carrier 3 frictionally coupled. Inside the planet carrier 3 a power split takes place via the planets P1, P2 on the output sun gears 1 . 2 ,

Das hier in dem Umlaufgehäuse U aufgenommene Umlaufrädergetriebe bildet wie bereits ausgeführt ein Stirnraddifferential. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Abtriebssonnenräder 1, 2 und die Planetenräder P1, P2 der Planetenanordnung P mit einer Verzahnung nach Wildhaber/Novikov versehen. Das erste Abtriebssonnenrad 1 hat hierbei eine Verzahnung mit kleinem Kopfreis und konkaven Zahnflankenflächen. Das zweite Abtriebssonnenrad 2 hat eine Verzahnung mit großem Kopfreis und konvexen Zahnflankenflächen. Der Kopfkreisdurchmesser des ersten Abtriebssonnenrades 1 und der theoretische Fußkreis des zweiten Abtriebssonnerades 2 entsprechen in etwa dem identischen Teilkreisdurchmesser. Beide Zahnräder 1, 2 haben gleiche Zähnezahlen. Das erste Abtriebssonnenrad 1 steht mit den Umlaufplaneten P1 in Eingriff, das zweite Abtriebssonnenrad 2 steht mit den Umlaufplaneten P2 in Eingriff. Die Umlaufplaneten P1 haben einen großen Kopfkreisdurchmesser und bilden konvexe Zahnflanken. Die Umlaufplaneten P2 haben einen kleinen Kopfkreisdurchmesser und bilden konkave Zahnflanken. Die Umlaufplaneten P1, P2 stehen paarweise miteinander in Eingriff. Der Eingriff erfolgt in der Eingriffsebene der ersten Umlaufplaneten P1 in das erste Abtriebssonnenrad 1. Die ersten Umlaufplaneten P1 haben eine Axiallänge die im Wesentlichen der Axiallänge der Verzahnung 1a des ersten Abtriebssonnenrades 1 entspricht. Die zweiten Umlaufplaneten P2 haben eine Axiallänge, die im wesentlichen der Summe der Axiallängen der Verzahnungen 1a, 2a beider Abtriebssonnenräder 1, 2 entspricht.The recorded here in the circulation housing U epicyclic gear train forms, as already stated a spur gear. In the embodiment shown here are the output sun gears 1 . 2 and the planet gears P1, P2 of the planetary arrangement P provided with a teeth to Wildhaber / Novikov. The first output sun gear 1 in this case has a toothing with small Kopfreis and concave tooth flank surfaces. The second output sun gear 2 has a tooth system with large head ice and convex tooth flank surfaces. The tip diameter of the first output sun gear 1 and the theoretical root circle of the second output sunshine wheel 2 correspond approximately to the identical pitch circle diameter. Both gears 1 . 2 have equal numbers of teeth. The first output sun gear 1 engages with the planetary planets P1, the second output sun gear 2 is engaged with the circulation planet P2. The planetary planets P1 have a large tip diameter and form convex tooth flanks. The planetary planets P2 have a small tip diameter and form concave tooth flanks. The planetary planets P1, P2 are engaged in pairs. The intervention takes place in the engagement plane of the first planetary planets P1 in the first output sun gear 1 , The first planetary planets P1 have an axial length substantially the axial length of the toothing 1a the first output sun gear 1 equivalent. The second planetary planets P2 have an axial length, which is essentially the sum of the axial lengths of the teeth 1a . 2a both output sun gears 1 . 2 equivalent.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008037885 A1 [0003]

Claims

Differential gear, comprising: - a transmission housing (G), - a circulation housing (U) which is rotatably mounted in the transmission housing (G) about a transmission axis (X), - in the circulation housing (U) to the transmission axis (X) coaxially arranged planet carrier ( 3 ), - a first output sun gear ( 1 ), - a second output sun gear ( 2 ), - one in the planet carrier ( 3 ) recorded planetary arrangement (P) for oppositely drehbewegbaren coupling of the two output sun gears ( 1 . 2 ), - a braking device with a brake disk pack (BLP) for generating a planet carrier ( 3 ) with the circulation housing (U) coupling coupling moment, and - an actuating mechanism ( 5 ) for generating an axial force (F) acting on the brake device, wherein - the planetary arrangement (P) comprises a plurality of planetary planets (P1, P2) which are rotatable as such about planetary axes (XP1) which are aligned parallel to the transmission axis (X), and the braking device is designed such that the brake disk pack (BLP) is located at the radial level of the planetary axles (XP1).

Differential gear according to claim 1, characterized in that the brake disk pack (BLP) consists of a plurality of annular disks designed as brake discs ( 4a . 4b ).

Differential gear according to claim 2, characterized in that the brake disc pack (BLP) brake discs ( 4a ) which rotatably via an inner peripheral contour, but axially displaceable with the planet carrier ( 3 ) are kinematically coupled.

Differential gear according to claim 3, characterized in that the brake disc pack (BLP) brake discs ( 4b ), which are rotationally fixed via an outer peripheral contour, but axially displaceably coupled kinematically to the circulation housing (U).

Differential gear according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the axial load of the brake disc pack (BLP) in conjunction with a pressure ring element ( 4d ) is accomplished, and that this pressure ring element ( 4d ) on the end faces of the planetary bearing bolts ( 6 ) is supported.

Differential gear according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the circulation housing (U) formed as a pot housing and composed of a first pot member (U1) and a second pot member (U2), wherein the first pot member (U1) has a bottom portion (U1) U1a) which extends radially inward ..

Differential gear according to claim 6, characterized in that that bottom portion (U1a) of the first cup element (U1) is provided with openings (D1), and in that these openings (D1) a set of first stamp elements (Q1) is accommodated, said stamp elements ( Q1) in the direction of the planetary axes (XP) are axially displaceable.

Differential gear according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that on one of the Bremslammelenpackung (BLP) side facing away from the punch elements (Q1) to these punch elements (Q1) a roller guide ring (R1) is attached, via an annular piston element (RK) axially is resilient, for axially compressing the brake disc pack (BLP).

Differential gear according to claim 8, characterized in that the annular piston (RK) is received in a to the transmission axis (X) concentric annular chamber (RC) and in accordance with an applied to the annular chamber (RC) fluid pressure on this incoming rollers (R1a) of the roller guide ring (R1) towards the brake disc pack (BLP).

Differential gear according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the planet carrier ( 3 ) is supported on its side facing away from the brake disk pack (BLP) by stamp elements (Q2) which in turn are passed through a bottom surface (U2a) of the circulating housing (U) and are supported on the front side on a second roller ring (R2), so that the bearings L3 and L4 not additionally loaded axially by actuating forces of the brake bag packing (BLP).